El trazado discurrirá por los términos municipales de Osorno la Mayor, Abia de las Torres, Espinosa de Villagonzalo, Villaprovedo, Santa Cruz de Boedo y Calahorra de Boedo, todos ellos en la provincia de Palencia.

La nueva plataforma está diseñada en vía única de ancho estándar para una velocidad máxima de 350 km/h y tráfico exclusivo de viajeros. En este tramo se construirán ocho viaductos, destacando el del río Valdavia (605 m), 11 pasos superiores y numerosos pasos inferiores y obras de drenaje que, a su vez, hacen la función de pasos de fauna.

Al final del trazado se proyecta un PAET (Puesto de Adelantamiento y Estacionamiento de Trenes).

Las obras serán realizadas, en un plazo de 48 meses, por la UTE integrada por las empresas CHM Obras e Infraestructuras, Copisa Constructora Pirenaica y Construcciones Rubau.

El tramo que iniciará ahora su construcción se suma a otros en ejecución, a lo largo de 64,7 km.

La conexión de alta velocidad Palencia-Santander, a la que se destina una inversión de 1.700 millones de euros, incluye la construcción de una nueva línea de ancho estándar entre la capital palentina y Alar del Rey, a lo largo de más de 78 kilómetros, que se completará hasta Reinosa.